或许您历来都没有运用过热电偶,假定您没有必要知道其作业原理,但我不同意这一观念。我信任花上十分钟阅览相关资料对错常值得的。假如您现已十分了解其作业原理了,那么在我做错的时分请奉告我。
热电偶是由两种不同金属制成的温度丈量传感器。它们有可能是铜制的或铁制的,也可能是由特别的金属混合物制成的。不同金属原料的两根导线在一个结点处相衔接(这给咱们供给了第一个重要的点)——在节点处没有电压,这和您要衔接的任何两根导线相同,在衔接处不会发生电压。
现在咱们知道了:当导体的一端与其另一端的温度不相同时,在导线的两头就会发生一个电压。没错这是真的!不管该导线的电阻如何其只表现为电压而没有电流活动——这便是塞贝克效应。假如咱们运用两种不同的金属,那么将会发生两个不同的电压,而且二者的电压差能够在开路结尾丈量到,请参见图 1。请注意,假如您想丈量出相同金属单根导线的肯定塞贝克电压, 那么您所丈量的导线会发生相相同的电压,丈量值为零。您只能丈量不同导线对之间的差。
在完结该丈量过程中,您需求在丈量端创立一个或两个以上的结点(假如两根导线都不是铜导线的话就要创立两个结点)。咱们称之为冷结点,这是由于一般来说(并非常常)在进行丈量的一端的温度比没有进行丈量的那一端的温度会高些。
热电偶只丈量温差。请注意,在图 1 中您丈量了两种示例情况下的相同电压。热结点和冷结点间 100°C 的温差将发生 4.1mV 的电压。获取热端肯定温度丈量的旧式办法是将冷结点浸入一个严寒的水中(这是被称作冷结点的另一个原因)。已发布的热电偶参数表假定冷结点为 0°C。
假如您想知道热结点的肯定温度但不想用冷水浸无法的话,您就有必要要知道冷结点的温度。该丈量能够运用比如 TMP20 或ADS1118 (与A/D转换器合作)、thermistor、RTD或其他能够丈量肯定温度(而非相对温度)的半导体传感器完结。依据丈量的冷结点温度(请参见图 2)一个与热电偶系数相同的电压被加了进来。这一作业能够以模仿方式完结也能够以数字方式完结,称为冷结点补偿。假如冷结点为0°C,那么这一算计的成果便是将会发生的电压。
假如在冷结点处您需求一个肯定温度传感器,为什么不只运用该传感器来丈量热端呢?热电偶能够丈量很广泛的温度规模:低温度丈量到高达 1800°C 以上的高温丈量,详细取决于不同的类型。这或许会有其他优点,详细取决于运用。
假如一切导线都发生相同的电压,为什么在咱们的电路中不能屡次看到该效应呢?在电子运用的正常温度下,电压很低而且咱们一般运用相同或具有相对低塞贝克系数的类似的导体。当咱们运用不同金属时,两个结点的温度一般会是相同的。
假如您要丈量细小的 DC 电压,则您需求特别当心。例如,咱们丈量高精度斩波放大器的失调电压时,咱们就有必要要挑选咱们比如衔接器的组件和资料,并精心布线。机械布局有必要假定不同导体的结温与其他导体附近而且为热耦。咱们运用锁存继电器以最小化热量并坚持其他热源不成为低电平电路。正确丈量一些微电压是一项杂乱的作业,且顺便的热电偶一般是准确度的终究极限。